شبیه‌سازی ترمودینامیکی عملکرد موتور احتراق داخلی جرقه‌ای با سوخت مخلوط بنزین و گاز طبیعی فشرده به همراه اعتبار بخشی تجربی

نویسندگان

چکیده

با توجه به آلایندگی‌های زیست محیطی ناشی از موتورهای احتراق داخلی و کاهش منابع سوختهای فسیلی، گاز طبیعی فشرده به‌عنوان جایگزینی برای سوخت بنزین مصرفی خودروها بسیار مورد توجه قرار دارد. گاز طبیعی فشرده در جایگاه سوخت کمکی نسبت به بنزین دارای مزایایی شامل عدد اکتان بزرگتر و کاهش تولید آلاینده‌های دی اکسید کربن، مونو اکسید کربن و هیدروکربن نسوخته می‌باشد. در این مقاله، از الگوی شبیه‌سازی ترمودینامیکی شبه ابعادی برای شبیه‌سازی و پیش‌بینی عملکرد موتور احتراق داخلی جرقه‌ای چهار استوانه استفاده شده است. الگو، متغیرهای عملکرد موتور شامل توان و مصرف ویژه سوخت داخلی (اندیکاتوری) را به همراه آلاینده‌های زیست محیطی شامل دی اکسید کربن، مونواکسید کربن، هیدروکربنهای نسوخته و مونواکسید نیتروژن پیش‌بینی می‌نماید. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. این مقایسه‌ها بر روی یک موتور احتراق داخلی جرقه‌ای بنزینی که گاز سوز شده، در سه حالت عملکردی مختلف بنزین سوز، گاز سوز و دوگانه سوز انجام گرفته است. نتایج پیش‌بینی شده شامل منحنی تغییرات فشار استوانه به همراه متغیرهای عملکردی موتور تطابق خوبی را با مقادیر تجربی نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermodynamic Simulation of Spark Ignition Internal Combustion Engine Operation with Blends of Gasoline and CNG with Experimental Verification

نویسندگان [English]

  • M. Dashti
  • A.A. Hamidi
  • A.A. Mozafari
چکیده [English]

Regarding environmental pollution of internal combustion engines and depletion of fossil fuels resources,
compressed natural gas has been considered as an alternative to gasoline in vehicle applications. As supplementary
fuel for spark-ignition engines, CNG has some advantages over gasoline, such as higher octane
number and reduction of CO2, CO and UHC emissions. In this paper, a quasi-dimensional thermodynamic
predictive model used to simulate the working cycle of a 4-stroke spark ignition engine fueled with gasoline,
CNG, and their mixture for variable mass CNG fraction. The model predicts the performance parameters
such as power, ISFC and environmental emissions including CO2, CO, UHC and NO. The results obtained
from the present study have been compared with the experimental data. The experiments have been done
on a bi-fuel CNG-gasoline engine for gasoline, CNG and the dual fuel operations. The results for pressure
traces and performance parameters of the engine showed a good agreement with corresponding experimental
data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CNG
  • dual fuelled
  • Simulation
  • thermodynamic
  • gas fuelled